[发明专利]一种光纤覆金属箔的水声压增敏装置

说明书

本发明公开了一种光纤覆金属箔的水声压增敏装置，所述光纤覆金属箔的水声压增敏装置为线性循环排布的周期结构，包括传感光纤、若干胶层和若干对金属箔，所述传感光纤按周期数分为若干光纤单元，每一所述周期结构中均包括一所述光纤单元、一所述胶层和两片所述金属箔，两片所述金属箔呈镜像设置于所述光纤单元的一端，并通过所述胶层将所述光纤包覆贴合。本发明通过金属箔和胶层对光纤的特定包覆方式，不仅显著提升了光纤水听器的声压灵敏度，还增强了装置在垂直平面方向上的指向性，兼顾了高灵敏度和高指向性两方面的性能；同时结构简单，应用于水声领域时，对成缆的传感光纤实现长距离大容量信号探测工作，具有重要参考价值。

技术领域

本发明涉及光纤传感技术领域，特别是一种光纤覆金属箔的水声压增敏装置。

背景技术

目前，干涉型光纤水听器使用裸纤进行水声传感时，其相位声压灵敏度不足-200dB，还容易被外界噪声干扰，一般无法满足实际探测的需求。对于提高水声传感过程中灵敏度，当前实用性最高的两种方法分别为：使用聚合物对光纤水听器传感光纤进行二次涂覆增敏，以及改变光纤水听器传感光纤的封装结构设计。但这些方法各有弊端，前者涂覆增敏因其涂覆材料会增加阵列缆径，限制拖曳线阵列的使用，结构设计增敏也会增加水听器传感单元的体积，影响实际应用；而后者采用改变光纤水听器传感光纤的封装结构的方式时，往往能够实现灵敏度的提高，却牺牲了光纤水听器的指向性。故需要提供一种新的光纤水听器增敏手段，用于解决上述问题。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种光纤覆金属箔的水声压增敏装置，用于解决现有技术中涂覆增敏方式使水听器传感单元体积过大的问题，以及现有技术中改变光纤水听器传感光纤的封装结构时难以兼顾灵敏度和指向性的问题。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种光纤覆金属箔的水声压增敏装置，该水声压增敏装置为线性循环排布的周期结构，包括传感光纤、若干胶层和若干对金属箔，传感光纤按周期数分为若干光纤单元，每一周期结构中均包括一光纤单元、一胶层和两片金属箔，两片金属箔呈镜像设置于光纤单元的一端，并通过胶层将光纤单元包覆贴合。

其中，每一周期结构中，两片金属箔为形状相同的金属片材，金属箔包覆光纤单元处形成弧状的凸起部，且凸起部位于金属箔的居中处。

优选的，每一周期结构中，在传感光纤的轴线方向上，金属箔的长度小于或等于光纤单元的长度。

优选的，光纤覆金属箔的水声压增敏装置中的参数设置满足：

a:2b:L＝(50～150):1.2:(50000～500000)，其中，a为垂直于光纤单元的轴线方向上金属箔的宽度，2b为金属箔表面垂直方向上两片金属箔与胶层的厚度之和，L为光纤单元沿轴线方向的长度。

优选的，胶层的材料为丁基橡胶改性沥青防水材料，且按重量百分比计通过以下组分制得：沥青36～44％、丁基橡胶18～22％、丁苯橡胶5～7％、软化油8～12％以及滑石粉20～28％。

优选的，金属箔为铝箔。

其中，光纤覆金属箔的水声压增敏装置应用于斐索干涉型光纤水听器系统。

本发明的有益效果是：区别于现有技术的情况，本发明提供了一种光纤覆金属箔的水声压增敏装置，通过金属箔和胶层对光纤的特定包覆方式，不仅显著提升了光纤水听器的声压灵敏度，还增强了装置在垂直平面方向上的指向性，兼顾了高灵敏度和高指向性两方面的性能；同时结构简单，价格低廉，应用于水声领域时，对成缆成阵的传感光纤实现长距离大容量信号探测工作，具有重要参考价值。

附图说明

图1是本发明中光纤覆金属箔的水声压增敏装置一实施方式的结构示意图；

图2是现有技术中光纤水听器的结构示意图；

图3是本发明中光纤覆金属箔的水声压增敏装置一实施方式的周期结构示意图；